Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Optimierung von Lupinenmehl für die Aquakultur |
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| Titel (englisch): | Optimization of Lupin Meal for Aquaculture |
| Beschreibung (dt.): | Das Projekt OLA ist in vier Arbeitspakete untergliedert. Im ersten Paket soll in Zusammenarbeit zwischen IMARE und ttz eine geeignete Futtermittelrezeptur für den Wolfsbarsch mit teilweiser Substitution von Fischmehl durch Lupinensamenmehl entwickelt werden. Anschließend wird im zweiten Arbeitspaket unter der Koordination des IMARE das ttz ein geeignetes Verfahren zur Futtermittelherstellung mit Rohstoffaufbereitung durch Fermentation und ggf. spezifischer Vorbehandlung, Extrusion, Coating und Qualitätsprüfung entwickeln. Noch während der zweiten Phase soll im dritten Arbeitspaket die Wirkung des Coatings durch kurze Akzeptanzversuche am IMARE überprüft werden. Das wirksame Coating wird für die Futtermittel des zweiten Fütterungsversuch verwendet, in welchem über einem längerem Zeitraum die Effekte von Lupinenmehlgehalt, und Vorbehandlung auf das Wachstum, die Futterverwertung und die Verdauungsphysiologie getestet werden. In einem weiteren dritten Fütterungsversuch soll die untersucht werden ob nur die Kombination aus den Vorbehandlungen oder diese alleine positive Effekte auf Wachstum und Gesundheit der Fische haben. Dabei werden die Analysen von Wachstum, Futterverwertung, Physiologie und Wasser des dritten Arbeitspaketes am IMARE und die Fischgesundheit im Unterauftrag an der TiHo Hannover durchgeführt. Im vierten Arbeitspaket soll durch Seakult eine mit Stakeholder- und SWOT-Analysen die Vermarktungschancen von Lupinen im Fischfuttermittelbereich evaluiert werden. Ein regelmäßiger Austausch mit dem 'Modellhaften Demonstrationsnetzwerk zu Anbau und Verwertung von Lupinen' soll die kontinuierliche Weitergabe von relevanten Ergebnissen sicherstellen. Dadurch wird gewährleistet, dass zentrale Erkenntnisse direkt an die entsprechenden Interessenvertreter kommuniziert und von diesen in ihrer weiteren Arbeit berücksichtigt werden können. |
| Beschreibung (engl.): | The OLA project aims to develop a process to improve the digestibility and acceptance of lupin seed meal in aquaculture feeds, and to analyze and optimize the chances of successfully commercializing lupin production within the fish feed industry. This interdisciplinary research and development project consists of four coordinated work packages (WPs) in which an aquaculture fish feed containing lupin meal will be developed, and the opportunities for its successful commercialisation examined using socio-economic research methods. In WP 1 the institute for marine resources (imare) and the Technologietransferzentrum Bremerhaven (ttz) will carry out literature reviews and network closely with partners in the Competence Network 'Production and Use of Lupins – model and demonstration project of the DAFA leguminous plants expert forum' to develop a suitable diet formulation for European seabass with partial replacement of fishmeal by lupin meal. In WP 2 the ttz will develop a viable process for lupin-containing aquaculture feed production in which the processes of raw material pre-treatment (enzymatic fermentation), extrusion, coating and quality testing are key aspects. In WP 3 the effect of the coating will first be tested in short-term feed acceptance trials carried out in imare’s Centre for Aquaculture Research. The second, longer-term feeding trial will test the effects of lupin meal content and enzymatic pre-treatment on fish growth, feed conversion and digestive physiology. A third feeding trial will determine whether combined pre-treatments are required or whether individual enzymatic processes are sufficient to obtain improved growth rates. The University of Veterinary Medicine Hannover will conduct fish health assays at the conclusion of the trials. In WP 4 in close cooperation with socioeconomic experts the partners will evaluate the opportunities and develop a strategy paper for successful commercialisation of lupin products within the aquaculture feed sector. |
| Ergebnis (dt.): | Lupine aus ökologischen Anbau stellt eine nachhaltige und kostengünstige Alternative zu Fisch- und Sojamehl in Futtermitteln für die Aquakultur dar. Das Projekt "Optimierung von Lupinenmehl für die Aquakultur" (OLA) entwickelte Verfahren zur Steigerung der Verdaulichkeit von Lupinenmehl in Futtermitteln für karnivoren Wolfsbarsch, und analysierte die Vermarktungschancen von Lupine in der Fischfutterindustrie. Ein Hindernis in der Nutzung pflanzlicher Proteinquellen stellen Substanzen dar, sogenannte antinutritive Substanzen, die die Futteraufnahme und Verdauung von Fischen negativ beeinflussen können. Der Projektpartner, das ttz Bremerhaven, entwickelte in diesem Projekt ein enzymatisches Fermentationsverfahren um diese Substanzen im Lupinenmehl zu reduzieren und Verdaulichkeit und Akzeptanz zu fördern. Die Aquakulturforschung am AWI testete das fermentierte Lupinenmehl gegen herkömmliches Lupinenmehl in steigenden Mengen als Ersatz für Fischmehl in Akzeptanz- und Wachstumsversuchen. Diese zeigten, dass ein Futter mit 50% Lupine vergleichbare Wachstumsraten wie Futter aus 65% Fischmehl hervorbringt. Obwohl die Fermentation eine starke Reduktion der Phytinsäure im Lupinenmehl herbeiführte, hatte dies keine Wirkung auf die Wachstumsperformance bei Tieren über 15 g. Bei kleineren Tieren hatte die Fermentation jedoch eine positive Wirkung auf Wachstum. Enzymatische Analysen zeigten eine signifikante Beeinträchtigung der Verdauungsenzyme durch Lupine. In-vitro Analysen mit der pH-Stat Methode zeigten, dass diese durch Fermentation sowie Toasting reduziert wird. Stakeholderanalysen zeigten eine grundsätzliche positive Bewertung von Lupinen aus ökologischen Landbau als sinnvollen Futtermittelinhaltsstoff. Jedoch wurden Schwankungen beim Angebot, Qualität und Zusammensetzung sehr häufig bei größeren Abnehmern als Ausschluss Kriterium wahrgenommen. Insgesamt zeigte das Projekt, dass Lupinenbasierte Futtermittel (mit oder ohne thermische/ enzymatische Behandlung) sehr gut geeignet sind um sämtliche nutritiven Bedürfnisse der karnivorer Wolfsbarsche zu decken. Lupine wird aber sein Potential als Futtermittelinhaltsstoff nur erfüllen, wenn Engpässe in der Wertschöpfungskette durch Sicherung der Produkt-Qualität und Supply-Chain überwunden werden. |
| Ergebnis (engl.): | Organically farmed lupins offer a sustainable and low-cost alternative to fishmeal and soya meal in aquaculture diets. The OLA Project “Optimisation of Lupins for Aquaculture” developed methods to improve the digestibility of lupin flour in diets for carnivorous European Seabass, and analysed market opportunities for lupin in the fodder industry. One main hindrance to the use of plant proteins in animal feeds is the presence of so-called anti-nutritive substances that negatively influence consumption and digestion of lupins by aquacultured species. The project partner ttz Bremerhaven developed an enzymatic fermentation process to reduce the presence of anti-nutritive substances in the lupin flour, and to improve digestion and acceptance. The aquaculture research group at AWI tested the fermented lupin flour against ‘raw’ lupin flour in acceptance and growth experiments, adding increasing amounts of both as a replacement for fishmeal. The diet tests showed that a feed with 50% lupin resulted in similar growth rates to feeds containing 65% fishmeal. Although fermentation did reduce the amount of phytic acid significantly in lupin flour, fermentation had no influence on the growth performance of fish over 15 g. Smaller animals did however exhibit a positive increase in growth when feed fermented diets. Enzymatic analyses showed a significant reduction in digestive enzyme activity as a result of lupin inclusion in diets. In vitro analysis using the pH-stat method showed that negative effects could be reduced by fermentation and toasting of lupins. Stakeholder analyses revealed a general positive perception of lupin from organic farms as a diet ingredient. Nonetheless, fluctuations in availability, quality and proximate composition (especially protein content) were frequently considered reason enough to exclude lupins from the purchasing activities of large potential customers. Overall the OLA project was able to show that lupin-based diet‘s (with or without thermic / enzymatic treatment) were very well suited to cover all nutritional requirements of carnivorous European sea bass. Lupin will however only fulfil its potential as a diet ingredient if bottlenecks in the value chain are overcome through assurance of product quality and supply. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.04.2015 / Ende: 31.03.2017 |
| Ausf. Einrichtung: | Verein zur Förderung des Technologietransfers an der Hochschule Bremerhaven, Bremerhaven |
| Themenfelder: | Tierernährung, animal nutrition |
| Förderprogramme: | Eiweißpflanzenstrategie |
| Schlagworte: | Nachhaltigkeit, sustainability, Aquakultur, aquaculture, Futtermittel, animal feed, Lupine, lupin, Klimaschutz, climate protection |
| Förderkennzeichen: | 2814EPS024 |
| Dokument zum Download: | Abschlussbericht_2814EPS024_OLA.pdf (1,9 MB) Praxismerkblatt_14EPS023_14EPS024.pdf (676,7 KB) |
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